(57)【要約】【課題】従来よりも少ない素子数で、被検査光信号の品質の検査を行うことができる光信号検査装置及び光信号検査方法を提供する。【解決手段】第１干渉光信号Ｓ１３１と第１サンプリング用パルスＳ２１１とを合波して生成された前駆第１サンプリング光信号Ｓ１４１、及び第２干渉光信号と第２サンプリング用パルスとを合波して生成された前駆第２サンプリング光信号Ｓ１４２を、互いに対向する側からそれぞれ非線形光学素子２０５に入力する。非線形光学素子は、第１干渉光信号を第１サンプリング用パルスでサンプリングすることによって、第１サンプリング光信号Ｓ１５１を生成するとともに、第２干渉光信号を第２サンプリング用パルスでサンプリングすることによって、第２サンプリング光信号Ｓ１５２ａを生成する。【選択図】図１
2013183214.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査光信号を、第１被検査光信号と第２被検査光信号とに２分割する光分波器と、
前記第１被検査光信号を、第１サブ被検査光信号と第２サブ被検査光信号とに２分割し、前記第１サブ被検査光信号及び前記第２サブ被検査光信号のいずれか一方に１シンボル遅延を与え、前記第１サブ被検査光信号及び前記第２サブ被検査光信号のいずれか一方に第１の位相変調量の位相変調を与え、及び前記第１サブ被検査光信号と前記第２サブ被検査光信号とを干渉させて第１干渉光信号を生成する第１干渉部と、
前記第２被検査光信号を、第３サブ被検査光信号と第４サブ被検査光信号とに２分割し、前記第３サブ被検査光信号及び前記第４サブ被検査光信号のいずれか一方に１シンボル遅延を与え、前記第３サブ被検査光信号及び前記第４サブ被検査光信号のいずれか一方に第２の位相変調量の位相変調を与え、及び前記第３サブ被検査光信号と前記第４サブ被検査光信号とを干渉させて第２干渉光信号を生成する第２干渉部と
を含む干渉光信号生成部と、
前記第１干渉光信号と第１サンプリング用パルスとを合波して前駆第１サンプリング光信号を生成する第１合波器と、
前記第２干渉光信号と第２サンプリング用パルスとを合波して前駆第２サンプリング光信号を生成する第２合波器と、
前記第１干渉光信号を前記第１サンプリング用パルスでサンプリングすることによって、第１サンプリング光信号を生成するとともに、前記第２干渉光信号を前記第２サンプリング用パルスでサンプリングすることによって、第２サンプリング光信号を生成する非線形光学素子と、
前記第１サンプリング光信号に含まれる第１パルスと前記第２サンプリング光信号に含まれる第２パルスとが時間軸上で交互に繰り返すサンプリング光信号を生成するインターリーブ手段と
を含むサンプリング光信号生成部と、
前記サンプリング光信号に含まれる前記第１パルス及び前記第２パルスの強度を測定することによって、前記被検査光信号における位相雑音及び振幅雑音を検出する
信号処理部と
を備え、
前記非線形光学素子には、前記前駆第１サンプリング光信号及び前記前駆第２サンプリング光信号が、互いに対向する側からそれぞれ入力される
ことを特徴とする光信号検査装置。
【請求項２】
前記第１合波器と前記非線形光学素子との間、及び前記第２合波器と前記非線形光学素子との間にそれぞれＤＧＤ素子が設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の光信号検査装置。
【請求項３】
前記第１及び第２の位相変調量を０及びπ／２、又はπ／４及び−π／４のいずれかの組み合わせとする
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光信号検査装置。
【請求項４】
被検査光信号を、第１被検査光信号と第２被検査光信号とに２分割する過程と、
前記第１被検査光信号を、第１サブ被検査光信号と第２サブ被検査光信号とに２分割し、前記第１サブ被検査光信号及び前記第２サブ被検査光信号のいずれか一方に１シンボル遅延を与え、前記第１サブ被検査光信号及び前記第２サブ被検査光信号のいずれか一方に第１の位相変調量の位相変調を与え、及び前記第１サブ被検査光信号と前記第２サブ被検査光信号とを干渉させて第１干渉光信号を生成する過程と、
前記第２被検査光信号を、第３サブ被検査光信号と第４サブ被検査光信号とに２分割し、前記第３サブ被検査光信号及び前記第４サブ被検査光信号のいずれか一方に１シンボル遅延を与え、前記第３サブ被検査光信号及び前記第４サブ被検査光信号のいずれか一方に第２の位相変調量の位相変調を与え、及び前記第３サブ被検査光信号と前記第４サブ被検査光信号とを干渉させて第２干渉光信号を生成する過程と、
前記第１干渉光信号と第１サンプリング用パルスとを合波して前駆第１サンプリング光信号を生成する過程と、
前記第２干渉光信号と第２サンプリング用パルスとを合波して前駆第２サンプリング光信号を生成する過程と、
前記前駆第１サンプリング光信号及び前記前駆第２サンプリング光信号を、互いに対向する側からそれぞれ非線形光学素子に入力することにより、前記第１干渉光信号を前記第１サンプリング用パルスでサンプリングすることによって、第１サンプリング光信号を生成するとともに、前記第２干渉光信号を前記第２サンプリング用パルスでサンプリングすることによって、第２サンプリング光信号を生成する過程と、
前記第１サンプリング光信号に含まれる第１パルスと前記第２サンプリング光信号に含まれる第２パルスとが時間軸上で交互に繰り返すサンプリング光信号を生成する過程と、
前記サンプリング光信号に含まれる前記第１パルス及び前記第２パルスの強度を測定することによって、前記被検査光信号における位相雑音及び振幅雑音を検出する過程と
を含む
ことを特徴とする光信号検査方法。
【請求項５】
対応する時間位置の前記第１パルス及び前記第２パルスの強度の組み合わせを測定点として２次元座標にプロットし、位相雑音及び振幅雑音がない場合の前記測定点の位置と比較することによって、前記被検査光信号における位相雑音及び振幅雑音を検出する
ことを特徴とする請求項４に記載の光信号検査方法。
【請求項６】
前記第１パルス及び前記第２パルスの強度に基づいて、
前記被検査光信号の時刻ｔにおける振幅をＥＳ、前記被検査光信号の時刻ｔにおける振幅雑音をΔＥ（ｔ）、前記被検査光信号の時刻ｔにおける位相をφｄａｔａ（ｔ）、前記被検査光信号の時刻ｔにおける位相雑音をΔφ（ｔ）、及び前記第１干渉光信号及び前記第２干渉光信号の周期をＴとした下式（１）〜（４）で表される強度｜ｘｂａｌ（ｔ）｜２及び｜ｙｂａｌ（ｔ）｜２を算出し、対応する時間位置の該強度｜ｘｂａｌ（ｔ）｜２及び｜ｙｂａｌ（ｔ）｜２の組み合わせを前記測定点とする
ことを特徴とする請求項５に記載の光信号検査方法。
｜ｘｂａｌ（ｔ）｜２＝ＰｃｏｓΔθ      ・・・（１）
｜ｙｂａｌ（ｔ）｜２＝ＰｓｉｎΔθ      ・・・（２）
Ｐ＝｛ＥＳ＋ΔＥ（ｔ）｝｛ＥＳ＋ΔＥ（ｔ＋Ｔ）｝      ・・・（３）
Δθ＝φｄａｔａ（ｔ）＋Δφ（ｔ）−φｄａｔａ（ｔ＋Ｔ）−Δφ（ｔ＋Ｔ）      ・・・（４）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被検査光信号の品質を検査するための光信号検査装置及び光信号検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信において、２値位相変調（ＢＰＳＫ：Ｂｉｎａｒｙ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）、４値位相変調（ＱＰＳＫ：Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）、差動位相変調（ＤＰＳＫ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）、又は差動４値位相変調（ＤＱＰＳＫ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）等の、送受信するデータに応じて搬送波の位相を変調させる位相変調（ＰＳＫ：Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）を行う技術が知られている。
【０００３】
ＰＳＫが与えられた光信号の位相雑音等の品質を検査するための装置として、例えば特許文献１に開示されている装置がある。
【０００４】
特許文献１による装置では、１シンボル遅延を与える遅延器を利用して、検査対象の光信号（以下、被検査光信号）の時間軸上で隣接するシンボル（以下、隣接シンボル）間の干渉によって、干渉光信号を生成する。従って、干渉光信号では、隣接シンボル間の位相差が強度情報に変換されている。
【０００５】
ここで、特許文献１による装置では、干渉光信号として、第１の位相変調量が与えられた第１干渉光信号、及び第２の位相変調量が与えられた第２干渉光信号の２つの干渉光信号を生成する。第１の位相変調量と第２の位相変調量とは、これらの差がπ／２となるように設定されている。従って、第１干渉光信号及び第２干渉光信号の強度は、被検査光信の隣接シンボル間の位相差の変化に対して、一方が余弦関数的に、及び他方が正弦関数的に変化する。そして、時間軸上で対応する第１干渉光信号及び第２干渉光信号の強度の関係から、隣接シンボル間の位相差を検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−４４３７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１による装置では、第１干渉光信号及び第２干渉光信号の強度を取得するために、例えば非線形光学素子、光電変換器、及びアナログ／デジタル変換器といった素子を、各々２つずつ用意している。従って、製造コストの増加や、装置の複雑化という問題がある。
【０００８】
この発明の目的は、従来よりも少ない素子数で、被検査光信号の品質の検査を行うことができる光信号検査装置及び光信号検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の目的を達成するために、この発明による光信号検査装置は、以下の特徴を備えている。
【００１０】
すなわち、光信号検査装置は、干渉光信号生成部とサンプリング光信号生成部と信号処理部と備えている。
【００１１】
干渉光信号生成部は、光分波器と第１干渉部と第２干渉部とを含んでいる。
【００１２】
光分波器は、被検査光信号を、第１被検査光信号と第２被検査光信号とに２分割する。第１干渉部は、第１被検査光信号を、第１サブ被検査光信号と第２サブ被検査光信号とに２分割し、第１サブ被検査光信号及び第２サブ被検査光信号のいずれか一方に１シンボル遅延を与え、第１サブ被検査光信号及び第２サブ被検査光信号のいずれか一方に第１の位相変調量の位相変調を与え、及び第１サブ被検査光信号と第２サブ被検査光信号とを干渉させて第１干渉光信号を生成する。第２干渉部は、第２被検査光信号を、第３サブ被検査光信号と第４サブ被検査光信号とに２分割し、第３サブ被検査光信号及び第４サブ被検査光信号のいずれか一方に１シンボル遅延を与え、第３サブ被検査光信号及び第４サブ被検査光信号のいずれか一方に第２の位相変調量の位相変調を与え、及び第３サブ被検査光信号と第４サブ被検査光信号とを干渉させて第２干渉光信号を生成する。
【００１３】
また、サンプリング光信号生成部は、第１合波器と第２合波器と非線形光学素子とインターリーブ手段とを含んでいる。
【００１４】
第１合波器は、第１干渉光信号と第１サンプリング用パルスとを合波して前駆第１サンプリング光信号を生成する。第２合波器は、第２干渉光信号と第２サンプリング用パルスとを合波して前駆第２サンプリング光信号を生成する。非線形光学素子には、前駆第１サンプリング光信号及び前駆第２サンプリング光信号が、互いに対向する側からそれぞれ入力される。そして、非線形光学素子は、第１干渉光信号を第１サンプリング用パルスでサンプリングすることによって、第１サンプリング光信号を生成するとともに、第２干渉光信号を第２サンプリング用パルスでサンプリングすることによって、第２サンプリング光信号を生成する。インターリーブ手段は、第１サンプリング光信号に含まれる第１パルスと第２サンプリング光信号に含まれる第２パルスとが時間軸上で交互に繰り返すサンプリング光信号を生成する。
【００１５】
また、信号処理部は、サンプリング光信号に含まれる第１パルス及び第２パルスの強度を測定することによって、被検査光信号における位相雑音及び振幅雑音を検出する。
【発明の効果】
【００１６】
この発明による光信号検査装置では、前駆第１サンプリング光信号及び前駆第２サンプリング光信号を、互いに対向する側からそれぞれ非線形光学素子に入力する。そのため、１つの非線形光学素子によって、第１干渉光信号及び第２干渉光信号の両方のサンプリングを行うことができる。さらに、インターリーブ手段によって、第１サンプリング光信号に含まれる第１パルスと第２サンプリング光信号に含まれる第２パルスとが時間軸上で交互に繰り返すサンプリング光信号を生成する。そのため、１つのサンプリング光信号から、第１パルス及び第２パルスの両方の強度を測定することができる。
【００１７】
従って、位相雑音及び振幅雑音を検出するために、非線形光学素子、光電変換器、及びアナログ／デジタル変換器といった素子を、各々１つずつ用意すれば良い。従って、製造コストの増加や、装置の複雑化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】光信号検査装置の概略構成図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｇ）は、光信号検査装置において伝送される信号の包絡線を示す図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｅ）は、光信号検査装置において伝送される信号の包絡線を示す図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｃ）は、光信号検査装置において伝送される信号の包絡線を示す図である。
【図５】光信号検査装置の概略構成図である。
【図６】（Ａ）は、被検査光信号の複素振幅分布図を示している。（Ｂ）は、光信号検査装置によって取得された強度｜ｘ（ｔ）｜２及び強度｜ｙ（ｔ）｜２をプロットして得られた｜ｘ（ｔ）｜２−｜ｙ（ｔ）｜２分布図である。（Ｃ）は、光信号検査装置によって取得された強度｜ｘ（ｔ）｜２及び強度｜ｙ（ｔ）｜２から算出した｜ｘｂａｌ（ｔ）｜２及び｜ｙｂａｌ（ｔ）｜２をプロットして得られた｜ｘｂａｌ（ｔ）｜２−｜ｙｂａｌ（ｔ）｜２分布図である。
【図７】光信号検査装置を利用して、位相雑音及び振幅雑音を定量的に評価する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図を参照して、この発明の実施の形態について説明するが、各構成要素の形状、大きさ及び配置関係については、この発明が理解できる程度に概略的に示したものに過ぎない。また、以下、この発明の好適な構成例につき説明するが、各構成要素の材質及び数値的条件などは、単なる好適例にすぎない。従って、この発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、この発明の構成の範囲を逸脱せずにこの発明の効果を達成できる多くの変更又は変形を行うことができる。
【００２０】
（光信号検査装置）
図１〜図４を参照して、この発明の光信号検査装置について説明する。図２〜図４では、各信号について横軸に時間を任意単位でとって示し、縦軸に信号強度を任意単位でとって示している。なお、図１では、各構成要素が線で結ばれているが、これは信号が伝播する伝送路を模式的に示したものである。各構成要素間は、例えば光ファイバや光導波路で接続されていても良いし、いわゆる空間結合で接続されていても良い。
【００２１】
光信号検査装置１０は、干渉光信号生成部１００とサンプリング光信号生成部２００と信号処理部３００と表示部４００とを具えて構成される。干渉光信号生成部１００は、被検査光信号Ｓ１０１から、一方が余弦関数的に、及び他方が正弦関数的に強度変化する第１干渉光信号Ｓ１３１及び第２干渉光信号Ｓ１３２を生成する。サンプリング光信号生成部２００は、第１干渉光信号Ｓ１３１を第１サンプリング用パルスでサンプリングして得られる第１パルス、及び第２干渉光信号Ｓ１３２を第２サンプリング用パルスでサンプリングして得られる第２パルスを含むサンプリング光信号を生成する。信号処理部３００は、これら第１パルス及び第２パルスの強度に基づいて位相雑音及び強度雑音を検出する。
【００２２】
被検査光信号Ｓ１０１は、光パルス列を位相変調して得られる光パルス信号であり、１シンボルに１つのパルスを含んでいる。被検査光信号Ｓ１０１は、例えばＢＰＳＫ信号，ＱＰＳＫ信号，ＤＰＳＫ信号、又はＤＱＰＳＫ信号である。なお、ここでは、被検査光信号Ｓ１０１としてＱＰＳＫ信号を入力した場合について説明する。被検査光信号Ｓ１０１は、４値のデータを有していて、これらのデータに対応して、光搬送波の変調位相（０、π／２、π、３π／２）が定まっている。
【００２３】
光信号検査装置１０に入力された被検査光信号Ｓ１０１は、干渉光信号生成部１００に入力される。干渉光信号生成部１００は、被検査光信号Ｓ１０１から第１干渉光信号Ｓ１３１及び第２干渉光信号Ｓ１３２を生成する。
【００２４】
干渉光信号生成部１０は、光分波器１０１と第１干渉部１０３と第２干渉部１０５とを含んでいる。
【００２５】
干渉光信号生成部１００に入力された被検査光信号Ｓ１０１は、光分波器１０１に送られる。光分波器１０１は、被検査光信号Ｓ１０１を第１被検査光信号Ｓ１１１と第２被検査光信号Ｓ１１２とに２分割する（図２（Ａ））。光分波器１０１は、例えば３ｄｂカプラとすることができる。第１被検査光信号Ｓ１１１は、第１干渉部１０３に送られる。また、第２被検査光信号Ｓ１１２は、第２干渉部１０５に送られる。
【００２６】
第１干渉部１０３及び第２干渉部１０５は、例えばアクチュエータを備えた、遅延時間を調整可能な１シンボル遅延干渉計とすることができる。
【００２７】
第１干渉部１０３は、まず、第１被検査光信号Ｓ１１１を、第１サブ被検査光信号Ｓ１２１ａと第２サブ被検査光信号Ｓ１２２ａとに２分割する。
【００２８】
次に、第１サブ被検査光信号Ｓ１２１ａ及び第２サブ被検査光信号Ｓ１２２ａのいずれか一方に１シンボル遅延を与え、第１サブ被検査光信号Ｓ１２１ａ及び第２サブ被検査光信号Ｓ１２２ａのいずれか一方に第１の位相変調量φ１の位相変調を与える。図１に示す構成例では、第１サブ被検査光信号Ｓ１２１ａが伝播する伝送路は、第１サブ被検査光信号Ｓ１２１ａが第２サブ被検査光信号Ｓ１２２ａに対して１シンボルに相当する時間だけ遅延する光路長で形成されている。また、第２サブ被検査光信号Ｓ１２２ａが伝播する伝送路には、第２サブ被検査光信号Ｓ１２２ａに第１の位相変調量φ１を与える第１位相シフタ１０７が設けられている。ここでは、φ１＝０とした場合について説明する。従って、第２サブ被検査光信号Ｓ１２２ｂの各パルスの変調位相は、第２サブ被検査光信号Ｓ１２２ａと同様である。
【００２９】
次に、１シンボル遅延が与えられた第１サブ被検査光信号（図１中、矢印Ｓ１２１ｂで示す）と第１の位相変調量φ１が与えられた第２サブ被検査光信号（図１中、矢印Ｓ１２２ｂで示す）とを干渉させて第１干渉光信号Ｓ１３１を生成する（図２（Ｂ）〜（Ｄ））。第１干渉部１０３で生成された第１干渉光信号Ｓ１３１は、サンプリング光信号生成部２００に送られる。
【００３０】
第２干渉部１０５は、まず、第２被検査光信号Ｓ１１２を、第３サブ被検査光信号Ｓ１２３ａと第４サブ被検査光信号Ｓ１２４ａとに２分割する。
【００３１】
次に、第３サブ被検査光信号Ｓ１２３ａ及び第４サブ被検査光信号Ｓ１２４ａのいずれか一方に１シンボル遅延を与え、第３サブ被検査光信号Ｓ１２３ａ及び第４サブ被検査光信号Ｓ１２４ａのいずれか一方に第２の位相変調量φ２の位相変調を与える。図１に示す構成例では、第３サブ被検査光信号Ｓ１２３ａが伝播する伝送路は、第３サブ被検査光信号Ｓ１２３ａが第４サブ被検査光信号Ｓ１２４ａに対して１シンボルに相当する時間だけ遅延する光路長で形成されている。また、第４サブ被検査光信号Ｓ１２４ａが伝播する伝送路には、第４サブ被検査光信号Ｓ１２４ａに第２の位相変調量φ２を与える第２位相シフタ１０９が設けられている。ここでは、φ２＝π／２とした場合について説明する。従って、第４サブ被検査光信号Ｓ１２４ｂの各パルスの変調位相は、第４サブ被検査光信号Ｓ１２４ａからπ／２ずれた位相となる。
【００３２】
次に、１シンボル遅延が与えられた第３サブ被検査光信号（図１中、矢印Ｓ１２３ｂで示す）と第２の位相変調量φ２が与えられた第４サブ被検査光信号（図１中、矢印Ｓ１２４ｂで示す）とを干渉させて第２干渉光信号Ｓ１３２を生成する（図２（Ｅ）〜（Ｇ））。第２干渉部１０５で生成された第２干渉光信号Ｓ１３２は、サンプリング光信号生成部２００に送られる。
【００３３】
ここで、上述した第１の位相変調量φ１及び第２の位相変調量φ２は、差がπ／２となる組み合わせであれば良く、φ１＝０及びφ２＝π／２の組み合わせに限定されない。従って、第１の位相変調量φ１及び第２の位相変調量φ２を、例えばφ１＝π／４及びφ２＝−π／４と設定することもできる。
【００３４】
このように第１の位相変調量φ１及び第２の位相変調量φ２を設定することによって、第１干渉光信号Ｓ１３１及び第２干渉光信号Ｓ１３２の強度は、被検査光信号Ｓ１０１の隣接シンボル間の位相差の変化に対して、一方が余弦関数的に、及び他方が正弦関数的に変化する。
【００３５】
また、干渉光信号生成部１００に、さらに可変遅延線及び偏波面コントローラを設けることができる。図１に示す構成例では、第１干渉部１０３とサンプリング光信号生成部２００の間に可変遅延線１１１及び偏波面コントローラ１１５を、また、第２干渉部１０５とサンプリング光信号生成部２００の間に可変遅延線１１３及び偏波面コントローラ１１７を、それぞれ順次に設けている。従って、第１干渉光信号Ｓ１３１が、サンプリング光信号生成部２００に入力される前に、可変遅延線１１１及び偏波面コントローラ１１５に順次入力される。また、第２干渉光信号Ｓ１３２が、サンプリング光信号生成部２００に入力される前に、可変遅延線１１３及び偏波面コントローラ１１７に順次入力される。この構成例では、可変遅延線１１１及び１１３によって、第１干渉光信号Ｓ１３１及び第２干渉光信号Ｓ１３２の、被検査信号Ｓ１０１の同じパルスから得られたパルスが、時間軸上で一致するように調整される。その結果、サンプリング光信号生成部２００において、第１干渉光信号Ｓ１３１及び第２干渉光信号Ｓ１３２の各対応する時間位置のパルスが、同じタイミングでサンプリングされる。
【００３６】
また、偏波面コントローラ１１５及び１１７によって、第１干渉光信号Ｓ１３１及び第２干渉光信号Ｓ１３２は、後述するサンプリング用パルスと同一の偏波状態に調整される。
【００３７】
なお、可変遅延線１１１及び１１３並びに偏波面コントローラ１１５及び１１７を設置する位置は、図１に示す構成例に限定されない。
【００３８】
例えば、可変遅延線１１１及び偏波面コントローラ１１５を、光分波器１０１と第１干渉部１０３との間に、可変遅延線１１３及び偏波面コントローラ１１７を、光分波器１０１と第２干渉部１０５との間に設けることもできる。また、可変遅延線１１１及び１１３のいずれか一方のみを設ける構成としても良い。さらに、例えば、第１干渉光信号Ｓ１３１及び第２干渉光信号Ｓ１３２を、空間結合によってサンプリング光信号生成部２００へ入力する構成等、設計時において時間調整を容易に行うことができる場合には、可変遅延線１１１及び１１３を省略することもできる。また、例えば、第１干渉部１０３及び第２干渉部１０５の入出力に、偏波保持が可能な光ファイバを利用する場合には、偏波面コントローラ１１５及び１１７を省略することもできる。
【００３９】
干渉光信号生成部１００から出力された第１干渉光信号Ｓ１３１及び第２干渉光信号Ｓ１３２は、サンプリング光信号生成部２００に入力される。
【００４０】
サンプリング光信号生成部２００は、第１干渉光信号Ｓ１３１を第１サンプリング用パルスでサンプリングして得られる第１パルス、及び第２干渉光信号Ｓ１３２を第２サンプリング用パルスでサンプリングして得られる第２パルスを含むサンプリング光信号Ｓ１６１を生成する。
【００４１】
サンプリング光信号生成部２００は、第１合波器２０１と第２合波器２０３と非線形光学素子２０５とインターリーブ手段２０７とを含んでいる。第１合波器２０１及び第２合波器２０３は、例えばＷＤＭカプラとすることができる。
【００４２】
サンプリング光信号生成部２００に入力された第１干渉光信号Ｓ１３１は、第１合波器２０１に入力される。また、第２干渉光信号Ｓ１３２は、第２合波器２０３に入力される。
【００４３】
また、第１合波器２０１及び第２合波器２０３には、各々サンプリング用パルスが入力される。図１に示す構成例では、サンプリング用パルス光源５００によって、サンプリング用パルスＳ２０１が生成される（図３（Ａ））。サンプリング用パルスＳ２０１は、一定の強度のパルスで、かつ、被検査光信号Ｓ１０１の繰り返し周波数の定数分の１と若干異なる繰り返し周波数で構成されている。サンプリング用パルス光源５００で生成されたサンプリング用パルスＳ２０１は、光分波器５０１に送られる。光分波器５０１は、サンプリング用パルスＳ２０１を第１サンプリング用パルスＳ２１１と第２サンプリング用パルスＳ２１２とに２分割する。第１サンプリング用パルスＳ２１１は、サンプリング光信号生成部２００の第１合波器２０１に送られる。また、第２サンプリング用パルスＳ２１２は、サンプリング光信号生成部２００の第２合波器２０３に送られる。
【００４４】
第１合波器２０１は、第１干渉光信号Ｓ１３１と第１サンプリング用パルスＳ２１１とを合波して前駆第１サンプリング光信号Ｓ１４１を生成する（図３（Ｂ））。前駆第１サンプリング光信号Ｓ１４１は、非線形光学素子２０５に送られる。また、第２合波器２０３は、第２干渉光信号Ｓ１３２と第２サンプリング用パルスＳ２１２とを合波して前駆第２サンプリング光信号Ｓ１４２を生成する（図３（Ｃ））。前駆第２サンプリング光信号Ｓ１４２は、非線形光学素子２０５に送られる。
【００４５】
非線形光学素子２０５には、前駆第１サンプリング光信号Ｓ１４１及び前駆第２サンプリング光信号Ｓ１４２が、互いに対向する側からそれぞれ入力される。非線形光学素子２０５は、例えば高非線形光ファイバ、ＰＰＬＮ、又はＫＴＰ等とすることができる。高非線形ファイバでは四光波混合、ＰＰＬＮではＳＨＧ／ＤＦＧ（ｓｅｃｏｎｄ  ｈａｒｍｏｎｉｃ  ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ／ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）カスケード波長変換を動作原理として、第１サンプリング光信号Ｓ１５１、及び第２サンプリング光信号Ｓ１５２ａが生成される。第１サンプリング光信号Ｓ１５１の強度は、前駆第１サンプリング光信号Ｓ１４１に含まれる第１干渉光信号Ｓ１３１の強度に比例し、前駆第２サンプリング光信号Ｓ１４２に含まれる第２干渉光信号Ｓ１３２の強度に比例する。
【００４６】
図１では、サーキュレータを利用することによって、前駆第１サンプリング光信号Ｓ１４１及び前駆第２サンプリング光信号Ｓ１４２を、互いに対向する側から非線形光学素子２０５に入力する構成例を示している。
【００４７】
すなわち、この構成例では、前駆第１サンプリング光信号Ｓ１４１は、第１サーキュレータ２０９を経て、非線形光学素子２０５に入力される。そして、非線形光学素子２０５において、前駆第１サンプリング光信号Ｓ１４１から生成された第１サンプリング光信号Ｓ１５１は、非線形光学素子２０５から出力され、第２サーキュレータ２１１を経て、インターリーブ手段２０７に送られる。
【００４８】
また、前駆第２サンプリング光信号Ｓ１４２は、第２サーキュレータ２１１を経て、非線形光学素子２０５に入力される。そして、非線形光学素子２０５において、前駆第２サンプリング光信号Ｓ１４２から生成された第２サンプリング光信号Ｓ１５２ａは、非線形光学素子２０５から出力され、第１サーキュレータ２０９を経て、インターリーブ手段２０７に送られる。
【００４９】
なお、図１に示す構成例では、第１サーキュレータ２０９及び第２サーキュレータ２１１のそれぞれとインターリーブ手段２０７との各間には、可変減衰器２１３及び２１５が設けられている。可変減衰器２１３及び２１５は、第１サンプリング光信号Ｓ１５１、及び第２サンプリング光信号Ｓ１５２ａの発生効率が等しくなるように調整されている。
【００５０】
非線形光学素子２０５は、前駆第１サンプリング光信号Ｓ１４１に含まれる第１干渉光信号Ｓ１３１及び前駆第２サンプリング光信号Ｓ１４２に含まれる第２干渉光信号Ｓ１３２をサンプリングする。その結果、第１干渉光信号Ｓ１３１が第１サンプリング用パルスＳ２１１でサンプリングされた第１サンプリング光信号Ｓ１５１、及び第２干渉光信号Ｓ１３２が第２サンプリング用パルスＳ２１２でサンプリングされた第２サンプリング光信号Ｓ１５２ａが生成される（図３（Ｄ）及び（Ｅ））。
【００５１】
第１サンプリング光信号Ｓ１５１及び第２サンプリング光信号Ｓ１５２ａは、Ｃ０：真空中での光速、λＯＰＳ：第１及び第２サンプリング用パルスＳ２１１及びＳ２１２の波長、λＳＩＧ：第１及び第２干渉光信号Ｓ１３１及びＳ１３２の波長として、２Ｃ０／λＯＰＳ−Ｃ０／λＳＩＧで与えられる波長で生成される。
【００５２】
また、第１サンプリング光信号Ｓ１５１及び第２サンプリング光信号Ｓ１５２ａは、第１及び第２サンプリング用パルスＳ２１１及びＳ２１２のパルス幅に依存する時間幅でゲーティングされる。
【００５３】
ここで、既に説明したように、サンプリング用パルスＳ２０１（第１サンプリング用パルスＳ２１１及び第２サンプリング用パルスＳ２１２）は、一定の強度のパルスで、かつ、被検査光信号Ｓ１０１の繰り返し周波数の定数分の１と若干異なる繰り返し周波数で構成されている。そのため、第１干渉光信号Ｓ１３１及び第２干渉光信号Ｓ１３２を構成する光パルス列の各シンボル（図３中に破線で区切って示す）に対して、周期毎に各シンボルの時間（タイムスロット）内でサンプリング光信号を生成する（サンプリングされる）時間位置が変化する。従って、第１干渉光信号Ｓ１３１及び第２干渉光信号Ｓ１３２の各シンボル内の時間位置を網羅して対応した強度を有する第１サンプリング光信号Ｓ１５１及び第２サンプリング光信号Ｓ１５２ａを生成することができる。
【００５４】
インターリーブ手段２０７は、例えば可変遅延線２１７と合波器２１９とを含んで構成されている。
【００５５】
インターリーブ手段２０７において、第１サンプリング光信号Ｓ１５１及び第２サンプリング光信号Ｓ１５２ａのいずれか一方は、可変遅延線２１７を経て合波器２１９に送られる。また、他方は、可変遅延器２１７を経ずに合波器２１９に送られる。図１に示す構成例では、第２サンプリング光信号Ｓ１５２ａが可変遅延線２１７を経て合波器２１９に送られる。以下、この場合の例について説明する。
【００５６】
可変遅延線２１７は、第２サンプリング光信号Ｓ１５２ａに所定の遅延時間を与える。その結果、遅延が与えられた第２サンプリング光信号Ｓ１５２ｂに含まれる各第２パルスのピークの時間位置は、第１サンプリング光信号Ｓ１５１に含まれる各第１パルスのピークの時間位置からずれる（図４（Ａ）及び（Ｂ））。この時間差はサンプリング用パルスＳ２０１の周期の１／２に相当する時間であるのが好ましく、可変遅延線２１７により第２サンプリング光信号Ｓ１５２ａに与える遅延時間が調整される。
【００５７】
合波器２１９は、第１サンプリング光信号Ｓ１５１と第２サンプリング光信号Ｓ１５２ｂとを合波してサンプリング光信号Ｓ１６１を生成する（図４（Ｃ））。合波器２１９は、例えば３ｄｂカプラとすることができる。サンプリング光信号Ｓ１６１は、第１サンプリング光信号Ｓ１５１の第１パルスと第２サンプリング光信号Ｓ１５２ｂの第２パルスとが時間軸上で交互に繰り返すパルス列で構成されている。そして、サンプリング光信号Ｓ１６１に含まれる各パルスのうち、隣り合う第１パルス及び第２パルス（例えば、図４（Ｃ）に示す第１パルスＸ及び第２パルスＹ）は、対応する時間位置の第１干渉光信号Ｓ１３１及び第２干渉光信号Ｓ１３２がサンプリングされて生成されたパルスである。
【００５８】
ここで、非線形光学素子２０５として、偏波保持特性を有する素子を利用する場合には、第１サンプリング光信号Ｓ１５１及び第２サンプリング光信号Ｓ１５２ａのいずれか一方の偏波を９０°回転させる構成とすることもできる（図示せず）。その場合には、合波器２１９として例えば偏波ビームスプリッタを利用するのが良い。また、その場合には、対応する時間位置の第１干渉光信号Ｓ１３１及び第２干渉光信号Ｓ１３２がサンプリングされて生成された第１パルス及び第２パルスが、互いに異なる偏波を有する。            
【００５９】
サンプリング光信号Ｓ１６１は、信号処理部３００に送られる。この信号処理部３００は、デジタル信号の処理を行う。そのため、サンプリング光信号Ｓ１６１は、第１バンドパスフィルタ６０１、光増幅器６０３、第２バンドパスフィルタ６０５、光電変換器６０７、及びアナログ／デジタル変換器６０９によりサンプリングデジタル信号Ｓ１７１に変換された後、信号処理部３００に入力される。
【００６０】
サンプリング光信号生成部２００から出力されたサンプリング光信号Ｓ１６１は、まず、サンプリング光信号Ｓ１６１の波長２Ｃ０／λＯＰＳ−Ｃ０／λＳＩＧに通過帯の中心波長を一致させた第１バンドパスフィルタ６０１を経て、サンプリング光信号Ｓ１６１の占有帯域外に存在する波長λＯＰＳ、λＳＩＧが除去される。次に、光増幅器６０３によって増幅される。次に、サンプリング光信号Ｓ１６１の波長２Ｃ０／λＯＰＳ−Ｃ０／λＳＩＧに通過帯の中心波長を一致させた第２バンドパスフィルタ６０５によって、サンプリング光信号Ｓ１６１の占有帯域外にある自然放出光雑音が除去される。次に、光電変換器６０７によって電気信号に変換される。次に、アナログ／デジタル変換器６０９によってデジタル信号に変換される。そして、デジタル信号として出力されたサンプリングデジタル信号Ｓ１７１は、信号処理部３００に入力される。
【００６１】
信号処理部３００は、サンプリングデジタル信号Ｓ１７１から、上述した第１パルス及び第２パルスの強度を測定する。これら測定された各強度から位相雑音及び振幅雑音を検出し、信号品質の検査結果を得る（位相雑音及び振幅雑音の具体的な検出方法は後述する）。正常な信号（位相雑音及び振幅雑音が少ない信号）場合の検査結果と比較することによって、被検査光信号の状態を明確にとらえることができる。
【００６２】
信号処理部３００において検出された位相雑音及び振幅雑音の情報は、表示部４００に適した信号に変換されて表示部４００に送られる。
【００６３】
表示部４００は例えば液晶ディスプレイなど好適な表示手段とすることができる。そして、信号処理部３００において検出された位相雑音及び振幅雑音の情報は、この表示部４００において視認可能な状態で表示される。従って、位相雑音及び振幅雑音を検出することができる。
【００６４】
以上に説明したように、光信号検査装置１０では、前駆第１サンプリング光信号Ｓ１４１及び前駆第２サンプリング光信号Ｓ１４２を、互いに対向する側からそれぞれ非線形光学素子２０５に入力する。そのため、１つの非線形光学素子２０５によって、第１干渉光信号Ｓ１３１及び第２干渉光信号Ｓ１３２の両方のサンプリングを行うことができる。さらに、インターリーブ手段２０７によって、第１サンプリング光信号Ｓ１５１に含まれる第１パルスと第２サンプリング光信号Ｓ１５２ｂに含まれる第２パルスとが時間軸上で交互に繰り返すサンプリング光信号Ｓ１６１を生成する。そのため、１つのサンプリング光信号Ｓ１６１から、第１パルス及び第２パルスの両方の強度を測定することができる。
【００６５】
従って、位相雑音及び振幅雑音を検出するために、非線形光学素子２０５、光電変換器６０７、及びアナログ／デジタル変換器６０９といった素子を、各々１つずつ用意すれば良い。従って、製造コストの増加や、装置の複雑化を抑制することができる。
【００６６】
（光信号検査装置の変形例）
図５を参照して、この発明の光信号検査装置の変形例について説明する。なお、以下に説明する変形例において、上述した光信号検査装置１０と共通する構成要素及び信号については、同一の符号を付し重複する説明を省略する。
【００６７】
光信号検査装置２０では、第１合波器２０１と第１サーキュレータ２０９との間にＤＧＤ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｇｒｏｕｐ  Ｄｅｌａｙ）素子７０１が、及び第２合波器２０３と第２サーキュレータ２１１との間にＤＧＤ素子７０３がそれぞれ設けられている。そして、前駆第１サンプリング光信号Ｓ１４１に含まれる第１サンプリング用パルスＳ２１１、及び前駆第２サンプリング光信号Ｓ１４２に含まれる第２サンプリング用パルスＳ２１２のいずれか一方の偏波状態は、ＤＧＤ素子７０１又は７０３の進相軸に対して４５°となるように設定される。また、他方の偏波状態は、ＤＧＤ素子７０１又は７０３の遅相軸に対して４５°の偏波状態となるように設定される。
【００６８】
また、光信号検査装置２０では、非線形光学素子２０５として、偏波保持特性を有していない素子を用いる。
【００６９】
このように、光信号検査装置２０は、ＤＧＤ素子を利用することで、被検査光信号Ｓ１０１の偏波に依存することなく使用することが可能となる。
【００７０】
従って、光信号検査装置２０では、上述した偏波面コントローラ１１５及び１１７を省略することができる。
【００７１】
なお、非線形光学素子によるサンプリングにおいて、ＤＧＤ素子を利用した偏波無依存化の方法としては、例えば文献「ＪＯＵＲＮＡＬ  ＯＦ  ＬＩＧＨＴＷＡＶＥ  ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ，  ＶＯＬ．２３，ＮＯ．６，２００５，ｐｐ．２０１２−２０２２」により開示された技術を採用することができる。
【００７２】
（位相雑音及び振幅雑音検出の基本原理）
以下、位相雑音及び振幅雑音を検出する基本原理について説明する。
【００７３】
時刻ｔにおける被検査光信号Ｓ１０１の複素振幅ＥＬＵＴ（ｔ）は、下式（１）で定義される。なお、Ｅ（ｔ）は、時刻ｔにおいて観測される振幅であり、φ（ｔ）は、時刻ｔにおいて観測される位相である。
【００７４】
【数１】
2013183214.tif 000003
【００７５】
ここで、時刻ｔにおける振幅をＥＳ、時刻ｔにおける振幅雑音をΔＥ（ｔ）、時刻ｔにおける位相をφｄａｔａ（ｔ）、及び時刻ｔにおける位相雑音をΔφ（ｔ）とすると、複素振幅ＥＬＵＴ（ｔ）は、下式（２）で表される。
【００７６】
【数２】
2013183214.tif 000004
【００７７】
また、時刻ｔにおける第１干渉光信号Ｓ１３１の振幅をｘ（ｔ）、時刻ｔにおける第２干渉光信号Ｓ１３２の振幅をｙ（ｔ）、及び第１干渉光信号Ｓ１３１及び第２干渉光信号Ｓ１３２の周期をＴとすると、時刻ｔにおける第１干渉光信号Ｓ１３１の強度｜ｘ（ｔ）｜２及び時刻ｔにおける第１干渉光信号Ｓ１３２の強度｜ｙ（ｔ）｜２は、下式（３）及び（４）で表される。
【００７８】
【数３】
2013183214.tif 000005
【００７９】
そして、上式（２）及び（３）並びに上式（２）及び（４）から、下式（５）及び（６）を導くことができる。
【００８０】
【数４】
2013183214.tif 000006
【００８１】
ここで、ＥＳ／［｛ΔＥ（ｔ）＋ΔＥ（ｔ＋Ｔ）｝／２］＜＜１、又はΔＥ（ｔ）≒ΔＥ（ｔ＋Ｔ）であると仮定した場合、上式（５）及び（６）は、下式（７）及び（８）に近似できる。
【００８２】
【数５】
2013183214.tif 000007
【００８３】
なお上式（７）及び（８）において、Ｐ及びΔθは、下式（９）及び（１０）とする。
【００８４】
【数６】
2013183214.tif 000008
【００８５】
｜ｘ（ｔ）｜２及び｜ｙ（ｔ）｜２を測定し、それらの測定値を用いることによって、上式（７）及び（８）からＰ及びΔθを算出することができる。
【００８６】
｜ｘ（ｔ）｜２＜〈｜ｘ（ｔ）｜２〉かつ｜ｙ（ｔ）｜２＜〈｜ｙ（ｔ）｜２〉である場合、Ｐ及びΔθは、下式（１１）及び（１２）となる。なお、以下、〈Ａ〉は、Ａの平均値を示すものとする。
【００８７】
【数７】
2013183214.tif 000009
【００８８】
また、｜ｘ（ｔ）｜２≧〈｜ｘ（ｔ）｜２〉又は｜ｙ（ｔ）｜２又は〈｜ｙ（ｔ）｜２〉である場合、Ｐ及びΔθは、下式（１３）及び（１４）となる。
【００８９】
【数８】
2013183214.tif 000010
【００９０】
上式（１１）〜（１４）から算出されたＰ及びΔθを用いて、上式（５）及び（６）の各々の第３項、すなわち下式（１５）及び（１６）で表される｜ｘｂａｌ（ｔ）｜２及び｜ｙｂａｌ（ｔ）｜２を算出することができる。下式（１５）で表される｜ｘｂａｌ（ｔ）｜２は、上式（５）の第３項を取り出した式である。下式（１６）で表される｜ｙｂａｌ（ｔ）｜２は、上式（６）の第３項を取り出した式である。
【００９１】
【数９】
2013183214.tif 000011
【００９２】
（位相雑音及び振幅雑音の検出方法）
ここで、既に説明したように、サンプリング光信号Ｓ１６１に含まれる各パルスのうち、隣り合う第１パルス及び第２パルス（例えば、図４（Ｃ）に示す第１パルスＸ及び第２パルスＹ）は、対応する時間位置の第１干渉光信号Ｓ１３１及び第２干渉光信号Ｓ１３２がサンプリングされて生成されたパルスである。従って、隣り合う第１パルス及び第２パルスの各組み合わせが、対応する時刻における｜ｘｂａｌ（ｔ）｜２及び｜ｙｂａｌ（ｔ）｜２の組み合わせとなる。
【００９３】
そして、信号処理部３００は、第１パルス及び第２パルスの強度の測定値から算出された｜ｘｂａｌ（ｔ）｜２及び｜ｙｂａｌ（ｔ）｜２の、時間軸上で対応する各組み合わせを行列として任意好適な記憶手段に蓄積する。この蓄積した各組み合わせの｜ｘｂａｌ（ｔ）｜２及び｜ｙｂａｌ（ｔ）｜２を測定点として｜ｘｂａｌ（ｔ）｜２−｜ｙｂａｌ（ｔ）｜２を２次元座標にプロットする。そして、プロットした測定点を表示部４００に表示し、位相雑音及び振幅雑音がない場合の測定点の位置と比較することによって位相雑音及び振幅雑音を検出する。
【００９４】
ここで、図６を参照して、第１パルス及び第２パルスの強度に基づいて、位相雑音及び振幅雑音を検出する際の具体的な態様を説明する。
【００９５】
図６（Ａ）の各図は、被検査光信号Ｓ１０１の複素振幅分布図を示している。図６（Ａ）の各図では、横軸に実部における複素振幅ＥＬＵＴ（ｔ）を、また、縦軸に虚部における複素振幅ＥＬＵＴ（ｔ）をとって示している。そして、各図は、位相雑音を付加した場合、振幅雑音を付加した場合、並びに位相雑音及び振幅雑音を付加した場合の被検査光信号Ｓ１０１の複素振幅分布図を示している。
【００９６】
位相雑音及び振幅雑音がない場合、図６（Ａ）に示す複素振幅分布図では、被検査光信号Ｓ１０１を構成するパルスに与えられた各変調位相に対応する測定点は、座標の（０、０）を中心とした半径１の仮想円上において、（１、０）、（０、１）、（−１、０）、及び（０、−１）にプロットされる。
【００９７】
そして、被検査光信号Ｓ１０１に位相雑音が付加された場合には、各変調位相に対応する測定点が、位相雑音がない場合の測定点から、仮想円の円周に沿った方向に変化する。また、振幅雑音が付加された場合には、各変調位相に対応する測定点が、振幅雑音がない場合の測定点から、仮想円の円周から外れる方向に変化する。また、位相雑音及び振幅雑音が付加された場合には、各変調位相に対応する測定点が、位相雑音及び振幅雑音がない場合の測定点から、仮想円の円周に沿った方向、及び円周から外れる方向に変化する。このような測定点の変化を確認することで、被検査光信号Ｓ１０１の位相雑音及び振幅雑音を検出することができる。
【００９８】
また、図６（Ｂ）の各図は、光信号検査装置１０によって取得された強度｜ｘ（ｔ）｜２及び強度｜ｙ（ｔ）｜２をプロットして得られた｜ｘ（ｔ）｜２−｜ｙ（ｔ）｜２分布図である。図６（Ｂ）の各図では、横軸に強度｜ｘ（ｔ）｜２を、また、縦軸に強度｜ｙ（ｔ）｜２をとって示している。そして、各図は、位相雑音を付加した場合、振幅雑音を付加した場合、並びに位相雑音及び振幅雑音を付加した場合の被検査光信号Ｓ１０１の｜ｘ（ｔ）｜２−｜ｙ（ｔ）｜２分布図を示している。
【００９９】
位相雑音及び振幅雑音がない場合、図６（Ｂ）に示す｜ｘ（ｔ）｜２−｜ｙ（ｔ）｜２分布図では、被検査光信号Ｓ１０１を構成するパルスに与えられた各変調位相に対応する測定点は、座標の（０．５、０．５）を中心とした半径１の仮想円上において、（１、０．５）、（０．５、１）、（０、０．５）、及び（０．５、０）にプロットされる。
【０１００】
被検査光信号Ｓ１０１に位相雑音が付加された場合には、｜ｘ（ｔ）｜２−｜ｙ（ｔ）｜２分布図は、複素振幅分布図と同様の分布となる。そして、各変調位相に対応する測定点が、仮想円の円周に沿った方向に変化して分布していることが確認できる。従って、位相雑音を検出できる。
【０１０１】
また、被検査光信号Ｓ１０１に振幅雑音が付加された場合には、振幅雑音の影響が複素振幅分布図と異なっており、仮想円の円周から外れる方向に変化して分布している測定点と、仮想円の円周に沿った方向に変化して分布している測定点とが混在している。
【０１０２】
また、被検査光信号Ｓ１０１に位相雑音及び振幅雑音が付加された場合には、｜ｘ（ｔ）｜２−｜ｙ（ｔ）｜２分布図では、位相雑音及び振幅雑音の影響が複素振幅分布図と異なっており、位相雑音の影響が大きく反映された分布（図６（Ｂ）に符号８０１を付して示す）と、振幅雑音の影響が大きく反映された分布（図６（Ｂ）に符号８０３を付して示す）とに分かれている。
【０１０３】
図６（Ｃ）の各図は、光信号検査装置１０によって取得された強度｜ｘ（ｔ）｜２及び強度｜ｙ（ｔ）｜２から算出した｜ｘｂａｌ（ｔ）｜２及び｜ｙｂａｌ（ｔ）｜２をプロットして得られた｜ｘｂａｌ（ｔ）｜２−｜ｙｂａｌ（ｔ）｜２分布図である。図６（Ｃ）の各図では、横軸に｜ｘｂａｌ（ｔ）｜２を、また、縦軸に強度｜ｙｂａｌ（ｔ）｜２をとって示している。そして、各図は、位相雑音を付加した場合、振幅雑音を付加した場合、並びに位相雑音及び振幅雑音を付加した場合の被検査光信号Ｓ１０１の｜ｘｂａｌ（ｔ）｜２−｜ｙｂａｌ（ｔ）｜２分布図を示している。
【０１０４】
位相雑音及び振幅雑音がない場合、図６（Ｃ）に示す｜ｘｂａｌ（ｔ）｜２−｜ｙｂａｌ（ｔ）｜２分布図では、複素振幅分布図と同様に被検査光信号Ｓ１０１を構成するパルスに与えられた各変調位相に対応する測定点は、座標の（０、０）を中心とした半径１の仮想円上において、（１、０）、（０、１）、（−１、０）、及び（０、−１）にプロットされる。
【０１０５】
被検査光信号Ｓ１０１に位相雑音が付加された場合には、｜ｘｂａｌ（ｔ）｜２−｜ｙｂａｌ（ｔ）｜２分布図は、複素振幅分布図と同様の分布となる。そして、各変調位相に対応する測定点が、仮想円の円周に沿った方向に変化して分布していることが確認できる。従って、位相雑音を検出できる。
【０１０６】
また、被検査光信号Ｓ１０１に振幅雑音が付加された場合にも、｜ｘｂａｌ（ｔ）｜２−｜ｙｂａｌ（ｔ）｜２分布図は、複素振幅分布図と同様の分布となる。そして、各変調位相に対応する測定点が、仮想円の円周から外れる方向に変化して分布していることが確認できる。
【０１０７】
また、被検査光信号Ｓ１０１に位相雑音及び振幅雑音が付加された場合にも、｜ｘｂａｌ（ｔ）｜２−｜ｙｂａｌ（ｔ）｜２分布図は、複素振幅分布図と同様の分布となる。そして、各変調位相に対応する測定点が、仮想円の円周に沿った方向、及び円周から外れる方向に変化して分布していることが確認できる。
【０１０８】
従って、図６（Ａ）〜（Ｃ）から、｜ｘｂａｌ（ｔ）｜２−｜ｙｂａｌ（ｔ）｜２分布図は、複素振幅分布図では、複素振幅分布図と同様の分布を取得することができ、位相雑音及び振幅雑音を検出できる。
【０１０９】
また、光信号検査装置１０を用いて、位相雑音及び振幅雑音の定量的な検出が可能である。
【０１１０】
上式（９）を近似して、下式（１７）を得る。
【０１１１】
【数１０】
2013183214.tif 000012
【０１１２】
ΔＥ（ｔ）の標準偏差をσΔＥ（ｔ）、及びＰの平均値を〈Ｐ〉とすると、上式（１７）より〈Ｐ〉≒Ｅｓ２、及びσＰ≒２１／２ＥｓσΔＥ（ｔ）となる。従って、下式（１８）を得ることができる。
【０１１３】
【数１１】
2013183214.tif 000013
【０１１４】
測定された｜ｘ（ｔ）｜２及び｜ｙ（ｔ）｜２を用いて、上式（１８）からσＰ／〈Ｐ〉を算出することによって、振幅雑音を適量的に検出することができる。
【０１１５】
一方、上式（１０）に含まれる位相雑音の項（Δφ（ｔ）、Δφ（ｔ＋Ｔ））を算出することによって、位相雑音を定量的に検出することができる。例えば、被検査光信号Ｓ１０１がＱＰＳＫ信号である場合には、Δθを４倍して下式（１９）を導くことができる。なお、ｎ及びｍは整数である。
【０１１６】
【数１２】
2013183214.tif 000014
【０１１７】
Ｚ＝ｅｘｐ（４ｊΔθ）として、上式（１９）から下式（２０）を得る。
【０１１８】
【数１３】
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【０１１９】
測定された｜ｘ（ｔ）｜２及び｜ｙ（ｔ）｜２を用いて、上式（２０）からΔφ（ｔ）−Δφ（ｔ＋Ｔ）を算出することができる。そして、上式（１０）で定義されるΔθの標準偏差σΔθを算出することによって、位相雑音を定量的に検出することができる。
【０１２０】
ここで、図７は、測定された｜ｘ（ｔ）｜２及び｜ｙ（ｔ）｜２から算出したσＰ／〈Ｐ〉及びσΔθを利用して、位相雑音及び振幅雑音に関する定量的な評価を行った図である。図７では、横軸にＯＳＮＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ：光信号雑音比）をとって示してある。また、一方の縦軸にσＰ／〈Ｐ〉を、及び他方の縦軸にσΔθ／πをとって示してある。そして、図中に９０１の符号を付して示す曲線は、ＯＳＮＲに対するσＰ／〈Ｐ〉の変化を示している。また、図中に９０３の符号を付して示す曲線は、ＯＳＮＲに対するσΔθ／πの変化を示している。ここでは、１０Ｇｂａｕｄの非ゼロ復帰のＱＰＳＫ信号であり、半値幅１ｎｍの光帯域通過フィルタで帯域制限された被検査光信号Ｓ１０１を評価した場合を示している。
【０１２１】
図７からわかるように、ＯＳＮＲが減少するに伴って、σＰ／〈Ｐ〉の値が増加する。また、ＯＳＮＲが減少するに伴って、σΔθの値が減少する。このように、σＰ／〈Ｐ〉及びσΔθを算出し、位相雑音及び振幅雑音を定量的に決定することによって、光信号の品質の指標の１つであるＯＳＮＲを評価することができる。
【符号の説明】
【０１２２】
１０、２０：光信号検査装置
１００：干渉光信号生成部
１０１、５０１：光分波器
１０３：第１干渉部
１０５：第２干渉部
１０７：第１位相シフタ
１０９：第２位相シフタ
１１１、１１３、２１７：可変遅延線
１１５、１１７：偏波面コントローラ
２００：サンプリング光信号生成部
２０１：第１合波器
２０３：第２合波器
２０５：非線形光学素子
２０７：インターリーブ手段
２０９：第１サーキュレータ
２１１：第２サーキュレータ
２１３、２１５：可変減衰器
２１９：合波器
３００：信号処理部
４００：表示部
５００：サンプリング用パルス光源
６０１：第１バンドパスフィルタ
６０３：光増幅器
６０５：第２バンドパスフィルタ
６０７：光電変換器
６０９：アナログ／デジタル変換器
７０１、７０３：ＤＧＤ素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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